[发明专利]一种微型多扑翼飞行器

说明书

本发明公开了一种微型多扑翼飞行器。该微型多扑翼飞行器是一种六扑翼布局形式，由机体和三对扑翼组成，其三对扑翼左右对称、呈阶梯状布置在机体两侧，后方的各对扑翼在竖直方向上依次低于前方紧邻的一对扑翼。该飞行器三对扑翼均水平拍动，且同侧扑翼拍动方向相同，拍动时两侧扑翼同时靠近或同时远离机体中轴线，以产生升力和推力。本发明一种微型多扑翼飞行器，有效利用多翼间及翼身间的打开合拢效应以及前后翼之间的尾迹干扰机制，解决了传统扑翼飞行器升力不足和气动效率较低的问题。

技术领域

本发明涉及微型飞行器领域，具体来说，是一种微型多扑翼飞行器设计。

背景技术

自二十世纪九十年代以来，随着传统飞行器设计技术的不断成熟和微电子技术的大幅进步，微型飞行器被提出并快速发展。微型飞行器由于具有体积小、重量轻和机动性强等特征，在国家安全和国民经济建设方面具有广泛的应用前景，适用于复杂环境下的侦查、勘探和协助救援等工作。

同时，随着人们对自然生物飞行的不断探索，仿生学设计被越来越多的应用于微型飞行器领域，开始出现模仿昆虫飞行的扑翼微型飞行器。现有扑翼飞行器布局形式模仿昆虫，但大多数不能和昆虫一样的气动效率，因此大多不能支持自身实现灵活机动飞行和具有较大负载。如何能有效提高扑翼飞行器的升力对于其未来的实用化有这关键性意义。

过去仿生扑翼微型飞行器通常仅有一对翼，只利用了拍动的非定常延迟失速机制，如果能够在此基础上增加扑翼数量并因此融合利用多扑翼之间的尾迹干扰效应和打开合拢效应则可显著的提升微型多扑翼飞行器的气动性能。

发明内容

本发明针对现有微型扑翼的气动效率不足的问题，提出一种微型多扑翼飞行器设计，以期通过多翼间以及翼身之间的打开合拢效应、前后翼间的尾迹干扰机制改善微小型飞行器升力不足和气动效率低的问题。

本发明一种微型多扑翼飞行器，是一种六扑翼布局形式，由机体和三对扑翼组成。

所述机体采用光敏树脂等材料通过3D打印整体成型，为左右对称结构，内部设有空腔，用于布置拍动驱动系统和控制系统。拍动驱动系统包括电机、齿轮减速机构和连杆机构。电机固定在机体内部，通过齿轮减速机构驱动连杆机构运动，进而带动扑翼拍动。控制系统包括控制电路和远程接收模块。控制系统接受遥控信号，改变电机及扑翼的运动状态，进而实现对飞行器运动的控制。

第一扑翼、第二扑翼、第三扑翼位于所述机体右侧，第四扑翼、第五扑翼、第六扑翼分别与所述第一扑翼、所述第二扑翼、所述第三扑翼关于所述机体的轴线呈左右对称，布置在所述机体左侧；所述第一扑翼、所述第四扑翼位于所述机体最前端，所述第二扑翼、所述第五扑翼位于所述机体中间，所述第三扑翼、所述第六扑翼位于所述机体最后端。

所述六个扑翼均水平拍动，左侧三个所述扑翼同时前拍时，右侧三个所述扑翼也同步向前拍动，左侧三个所述扑翼同时后拍时，右侧三个所述扑翼也同步向后拍动，以产生升力和推力。

所述三对扑翼呈阶梯状、水平等间距布置在所述机体两侧，后方扑翼在竖直方向上依次低于前方紧邻的一对扑翼，所述第一扑翼和所述第四扑翼的竖直高度最高，所述第二扑翼和所述第五扑翼次高，所述第三扑翼和所述第六扑翼的竖直高度最低，以在所述微型多扑翼飞行器前飞时后方扑翼能够利用前方扑翼的尾迹干扰效应高效率的产生高气动力和气动效率。